1.1 UG NX 10软件介绍

本节教学录像时间：5分钟

UG NX 10是美国UGS公司（现已被西门子公司收购）推出的集计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程（CAD/CAM/CAE）于一体的三维参数化软件。它在全球的航空、航天、汽车、模具和电器电子等各个生产行业中得到了广泛的应用。它可以完成产品的设计、分析、加工、检验和产品数据管理的全过程。

1.1.1 UG NX 10的相关概念

UG NX 10软件作为一款CAD/CAM/CAE集成系统，具有强大的功能，具体的功能如下。

1.产品设计（CAD）

CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。

利用零件建模模块、产品装配模块和平面工程图制图模块，可以建立各种复杂结构的三维参数化实体装配模型和部件详细模型，并自动地生成工作图纸（半自动标注尺寸）；设计小组之间可以进行协同设计；可以应用于各种类型产品的设计，并支持产品外观设计；所设计的产品模型可以进行虚拟装配以及各种分析，省去了制造样机的过程。

2.产品分析（CAE）

CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。

利用有限元方法，可以对产品模型进行受力、受热和模态分析，从图像颜色上直观地表示出受力或者变形等情况。利用运动分析模块，可以分析产品的实际运动情况和干涉情况，并分析运动的速度。

3.零件加工（CAM）

CAM（Computer AidedManufacturing，计算机辅助制造）是利用计算机进行生产设备管理控制和操作的过程。它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。

利用数控加工模块，可以根据产品部件模型或者装配模型半自动产生刀具路径，自动产生数控机床能接受的数控加工指令。

4.布线

利用布线模块，可以根据产品的装配模型规划各种管线和线路及其标准件接头，自动走线，并能计算出使用的材料，列出材料清单。

5.产品宣传

利用UG的可视化渲染模块可以产生逼真生动的艺术照片、动画等，可以直接在Internet上发布产品模型。

1.1.2 UG NX 10的功能模块介绍

UG提供了许多模块，这些模块在UG的主界面上集中成几个模块，并按照功能开关形式集中在【所有应用模块】菜单下。

单击选项卡中的【文件】按钮，从弹出的菜单中选择【新建】【所有应用模块】菜单命令的相应子命令，即可进入相应的模块。

1.UG基本环境（Gateway）

该模块是UG的基本模块，是自动启动的。它用于打开存档的部件文件、创建新的部件文件、存储更改的部件文件，同时支持用户改变显示部件、分析部件、调用帮助文档、使用绘图机输出图纸、执行外部程序等。此外，它还支持各种类型文件的导入、导出以及对其信息进行查询和分析等。

可以通过选择【所有应用模块】【基本环境】菜单命令切换到基本环境。

2.建模（Modeling）

该模块主要用于产品部件的三维实体特征建模。按照模块的工作基础，该模块又可以分为实体建模（Solid Modeling）、特征建模（Feature Modeling）、任意曲面建模（Free Form Modeling）、钣金特征建模（Sheet Metal Feature Modeling）以及用户自定义特征建模（User Define Feature Modeling）等多个子模块。

可以通过选择【所有应用模块】【建模】菜单命令切换到建模环境。

3.工程制图（Drafting）

UG/Drafting为绘图提供了一个综合的自动化工具组。该模块可以从已经建立的三维模型自动地生成平面工程图，也可以利用曲线功能绘制平面工程图。UG工程制图模块提供了自动视图布置、剖视图、各向视图、局部放大图、局部剖视图、自动、手工尺寸标注、形位公差、粗糙度符合标注、支持GB、标准汉字输入、视图手工编辑、装配图剖视、爆炸图和明细表自动生成等工具。

可以通过选择【所有应用模块】【制图】菜单命令切换到工程制图环境。

4.产品装配建（AssemblyModeling）

该模块可以提供并行的自上而下和自下而上的产品开发方法，从而在装配模块中可以改变组件的设计模型；能够快速直接访问任何已有的组件或者子装配的设计模型，实现虚拟装配。

可以通过选择【所有应用模块】【装配】菜单命令切换到产品装配建模。

5.钣金设计（Sheet Metal Design）

该模块可以实现如下功能：复杂钣金零件生成；参数化编辑；定义和仿真钣金零件的制造过程；展开和折叠的模拟操作；生成精确的二维展开图样数据；展开功能可考虑可展和不可展曲面情况，并根据材料中性层特性进行补偿。

可以通过选择【所有应用模块】【钣金】菜单命令切换到钣金设计环境。

6.外观造型设计（Shape Studio）

该模块为工业设计师和汽车造型师提供了概念阶段的设计环境，支持产品外观造型设计。其设计工具为设计人员自由表达设计意图和创造性的设计提供了一个友好的集成化环境。

可以通过选择【所有应用模块】【外观造型设计】菜单命令切换到外观造型设计模块。

7.产品分析模块（Analysis）

该模块分为结构分析模块、运动分析模块和注塑分析模块（Mold☀ow Part Adviser）等多个子模块。

结构分析模块是一个集成化的有限元建模及解算的工具。它能够对UG的零件和装配件进行前、后处理，用于工程学仿真和性能评估，便于用户快速地预测和优化仿真工程，以便对不同的设计方法进行比较和优化。通过UG NX 10建模工具和高级仿真建模工具，用户可以轻易地改变模型特征参数、创建和修改几何形状、快速创建众多结合的仿真模型，进而评估产品的性能。

运动分析模块提供了机械运动系统的虚拟样机。它可以对机械系统的大位移复杂运动进行建模、模拟和评估，提供了对静态、运动学和动力学（动态的）模拟的支持。通过使用各种各样的运动对象，包括运动副、弹簧、阻尼器、运动驱动器、力、扭矩和柔性套管等，创建和评估虚拟样机。此外，它还可以很容易地对刚体的自由运动和刚体接触进行建模、模拟。

可以通过选择【所有应用模块】【运动仿真】菜单命令切换到该模块。

注塑分析模块可以对融化后的材料进行流动分析，包括一个材料数据库和仿真结果。仿真结果包括塑料流动前沿仿真充填时间、焊线和气隐位置、充填扫描在注射模制过程时的模具压力和温度降等，可以使设计师及时地掌握注射模制的适宜性。

可以通过选择【所有应用模块】【注塑模向导】菜单命令切换到该模块。

8.数控加工模块（Manufacturing）

该模块提供了一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，可以实现二－五轴的加工模拟，实现数控车、销加工的全过程。用户可以在图形方式下观察刀具沿轨迹运动的情况，并且可以对其进行图形化修改，如对刀具轨迹进行延伸、缩短或者修改等。该模块同时提供了通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。可以根据加工机床控制器的不同定制后处理程序，使生成的指令文件直接应用于用户特定的机床。

可以通过选择【所有应用模块】【加工】菜单命令切换到该模块。

9.管道布线模块（Routing & Wire Harness）

管道布线模块包括管路设计模块和电气布线模块两个子模块。

管路设计模块（Routing）提供管路中心线定义、管路标准件、设计准则定义和检查功能，在UG装配环境中进行管路布置和设计，包括硬软管路、暗埋线槽、接头和紧固件设计。该模块可以自动生成管路明细表、管路长度等关键数据，可以进行干涉检查。管路包括水管、气管和油管等。

可以通过选择【所有应用模块】【管线布置】菜单命令切换到该模块。

电气布线模块是一个用于生成电气布线数据的三维设计工具。该模块为电气布线设计员、机械工程师、电气工程师和工艺人员提供了生成电气布线系统虚拟样机的能力。该模块接受包括原理图设计、模块生成的逻辑连接信息，可以自动计算电缆长度和捆扎线束直径。该模块可以将布线中心转换为实体，以便进行干涉检查。

可以通过选择【所有应用模块】【管线布置】菜单命令切换到该模块。

10.形象化渲染（Photo）

该模块提供了高级的图形工具，从而能可视地增强CAD模型。该模块完全与其他UG模块集成，易于使用。通过在普通照片基础上利用反射、透明、着色、阴影和材质纹理等技术，使产品模型具有更加接近实际产品的照片。

在【渲染】选项卡中即可切换到该模块。

11.Web快车（UG/Web Express）

Web快车模块允许用户从部件文件中的数据生成HTML（超文本标记语言）文件，为任何一个零件或者一个装配件方便快速地建立详细文档。生成的文档可以从任何Web浏览器中观察，文档可以含有来自工程图、电子表格、着色图像和VRML（虚拟现实语言）的数据。

选择【文件】【导出】菜单命令子菜单中的部分选项可以实现该模块的功能。

除此之外，系统中还有多种模块，如电子数据表模块、用户接口模块以及编程语言模块等。

1.1.3 UG NX 10的应用领域

UG软件是集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化软件，是当今世界上较先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一。它广泛应用于航空航天、汽车、通用机械和电子等工业领域。

UG NX是业界公认的优秀的数控加工软件之一，它具有可以满足所有零件加工要求的功能。加工模块建立在三维主模型的基础上，具有强大的刀具路径生成、编辑功能，包括铣削、车削、点位加工和线切割等完善的加工解决方案。同时，UG NX提供的注塑模具模块可以满足所有的模具设计和加工要求，因此被广泛应用于模具设计加工领域。而且UG NX中的其他模块还提供了产品展示功能，使其在工业产品的外形设计和展示领域也得到了广泛的应用。

1.1.4 UG NX 10的市场前景

UGS（Unigraphics Solutions）是全球发展较快的机械CAX（CAD、CAE、CAM等的总称）公司之一。它的产品Unigraphics（简称UG）软件是当今世界上先进和紧密集成的、面向制造业的CAX高端软件，是知识驱动自动化技术领域中的领先者。它实现了设计优化技术与基于产品和过程的知识工程的组合。UG软件能够为各种规模的企业提供可测量的价值，能够使企业产品更快地投放市场，能够使复杂的产品设计与分析简单化，能够有效地降低企业的生产成本并增加企业的市场竞争实力。

UG软件自1990年进入中国市场以来，以其先进的理论基础、强大的工程背景、完善的功能和专业化的技术服务赢得了广大中国CAD/CAM用户的青睐。目前，UG软件在航空、汽车、模具和家用电器领域的应用非常广泛，已成为我国高档CAD/CAM/CAE系统的主流产品。

1.1.5 同类软件介绍

和UG功能相似且应用同样广泛的软件还包括Pro/ENGINEER软件和CATIA软件。

PTC公司推出的Pro/ENGINEER软件（简称Pro/E），以其先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型、便于移植设计思想的特点、友好的软件用户界面和符合工程技术人员要求的设计思想，成为三维设计领域里极富魅力的软件。最新的Pro/ENGINEER Wildfire 3.0拥有强大的互联互通功能，并且建立在统一完备的数据库以及完整而多样的模型上。由于它有数十个模块供用户选择，故能将整个设计和生产过程集成在一起。

Pro/E的机械解决方案涉及机械设计、制造的整个流程，它按照机械设计的一般顺序来模拟设计的整个过程，只需根据一个产品的三维实体造型，就可以建立一套与产品造型参数相关的设计、加工和分析模型。

CATIA（Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application）是法国Dassault System公司出品的CAD/CAE/CAM一体化软件，在全球CAD/CAE/CAM领域的应用遍布航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子/电器、消费品等行业。它的集成解决方案覆盖了所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力逐步提高。CATIA提供了方便的解决方案，迎合了所有工业领域的大、中、小型企业的需要，包括从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。